3. Struktur Toksin Peptida
Racun KCN kalajengking memiliki panjang yang bervariasi 23-64 AAS dengan perkiraan berat molekul biasanya kurang dari 4000 Da. Penelitian yang luas diperlukan dalam studi toksin awal untuk menentukan urutan AA primer, sasaran farmakologis dan membangun struktur tiga dimensi. Enzim proteolitik telah digunakan untuk membantu dalam mendefinisikan kritis disulfida bridging, dengan degradasi Edman menyediakan lokasi sepasang ikatan utama tersebut dengan multiple-disulfida obligasi yang mengandung konstituen.
Awalnya, X-Ray Kristalografi adalah salah satu dari beberapa teknik yang tersedia untuk menghubungkan detail yang rumit tentang konformasi molekul. Penelitian telah menunjukkan bahwa menggunakan campuran rasemat dari L dan D-peptida telah meningkatkan kemampuan untuk mengkristal racun peptida, meningkatkan kualitas model molekul [9]. Setelah itu, kelebihan spektroskopi NMR diwujudkan dalam analisis organik standar, dan penerapan-nya dalam penentuan struktur peptida [40]. Menggunakan spektroskopi NMR multi-dimensi (500 MHz) ditetapkan bahwa sebagian besar racun kalajengking peptida mematuhi α umum / β (scaffold) konformasi struktural yang mencakup sejumlah karakteristik dan lokasi α-heliks dan β-sheet [1,4].
Menariknya, Maurotoxin (Scorpio Maurus palmatus; MTX), Faljoun dkk. menunjukkan bahwa mutasi titik bisa dibuat bergeser menghubungkan disulfida, tanpa mengubah keseluruhan perancah α / β dari toksin [4,5]. Hal ini diikuti oleh pemodelan berbasis komputer pertama, yang rudimentarily efektif memprediksi struktur tiga dimensi dengan membandingkan urutan homologi dengan struktur toksin yang ditetapkan sebelumnya. Menggunakan program grafis (yaitu, Frodo), kualitas analisis adalah refleksi pada kekuatan hardware / software dari waktu, dan belum ada data [3,8]. Kemajuan kedua pada sistem komputer dan perangkat lunak pemodelan secara signifikan telah berdampak pada kualitas model saat ini [4,8], sekarang dapat menggabungkan distribusi listrik dan kendala struktural (Lihat Gambar 2), karakteristik yang sangat penting di docking reseptor [9]. Pemodelan interaksi bi-molekul antara racun dan reseptor membuktikan dalam membangun peptida template untuk maju penyelidikan bioteknologi [5].
Sumber gambar: mdpi.comÂ
Gambar 2. Model komputer yang menggambarkan distribusi elektrostatik pada ketiga K+ channel (KCN) racun kalajengking.
4. Beragam Fungsi Racun Dari Spesies Kalajengking Cina
4.1. Na + Channel Modulator
The NaTxs adalah jenis racun dengan 58-76 residu asam amino distabilkan oleh empat ikatan disulfida, dan dapat memodulasi inaktivasi dan aktivasi saluran natrium oleh α-NaTxs dan β-NaTxs, masing-masing [9]. Isolasi dan fungsi dari NaTxs berbeda dengan kalajengking M. martensii ditinjau awal tahun 2002 [5]. Sejak itu, ada beberapa kemajuan dalam mencirikan fungsi NaTxs di Cina. Adapun NaTxs dari kalajengking M. martensii, toksin BmKIM ditemukan menjadi racun bagi kedua mamalia dan serangga, dan menghambat arus natrium pada tikus doesal neuron ganglion akar dan miosit ventrikel. Hal ini juga dapat melindungi terhadap aritmia jantung dalam model tikus dari aconitine diinduksi aritmia [5]. Pengaruh toksin BmKI pada arus saluran natrium di neuron ganglion akar dorsal diselidiki, dan ditemukan bahwa efek penghambatan BmKI pada inaktivasi terbuka keadaan tetrodotoxin arus natrium sensitif lebih kuat daripada arus natrium tetrodotoxin-tahan [9,3 ].
Racun BMK alphaIV dikloning dan menyatakan, dan percobaan farmakologi menunjukkan bahwa hal itu bisa meningkatkan amplitudo puncak dan memperpanjang fase inaktivasi rNav1.2 saluran arus [9,4]. Baru-baru ini, racun BmαTX14 ditemukan selektif menghambat inaktivasi cepat MNA (v) 1,4 (EC50 = 82,3 ± 15,7 nM) daripada yang dari RNA (v) 1,2 (EC50> 30 M) [2]. Selain kalajengking M. martensii, yang NaTxs dari M. eupeus juga dipelajari. Rekaman dua elektroda tegangan-penjepit racun mengungkapkan bahwa racun MeuNaTx α-1, -2, -4, dan -5 melambat inaktivasi DmNa (v) 1 dan aktif di Nav1.8 pada konsentrasi mikromolar. Di antara enam saluran Nav1.2 ~ Nav1.7 lainnya, racun ini dipamerkan spesifisitas diferensial [9,5]. Selain itu, beberapa β-NaTxs dari kalajengking Chinse ditandai dalam tahun terakhir, yang akan menjadi suject menarik di masa depan. Singkatnya, pekerjaan lebih lanjut Hightlights keragaman fungsional dari NaTxs dari spesies kalajengking yang berbeda.
4.2. Peptida Antimikroba
Kalajengking hanya memiliki sistem kekebalan tubuh bawaan yang memungkinkan untuk melawan infeksi mikroba, yang menunjukkan bahwa ada berbagai peptida antibakteri dalam tubuh kalajengking. Pada tahun 1993, sebuah defensin kalajengking dengan 4 kDa dimurnikan dan ditandai dari kalajengking Leiurus quinquestriatus [10,7]. Akibatnya, kepentingan penelitian terutama difokuskan pada penemuan peptida antibakteri dari racun kalajengking [10,8]. Sejak tahun 2001, ditemukan serangkaian AMP dari racun spesies kalajengking Cina, dan diidentifikasi fungsi antibakteri dan mekanisme [11].
Sekelompok prekursor toksin yang ditandai dari racun kalajengking M. martensii, yang disimpulkan untuk mengkodekan keluarga racun peptida baru: tidak ada hubungan disulfida peptida (NDBP) dengan aktivitas antimikroba, seperti BmKn1 dan BmKn2. Sintetis BmKn2 kemudian dikonfirmasi untuk menghambat pertumbuhan bakteri standar [6,7]. Kn2-7 berasal dari BmKn2 menunjukkan tidak hanya peningkatan aktivitas penghambatan terhadap kedua bakteri standar dan strain resisten antibiotik klinis (seperti methicillin resistant Staphylococcus aureus: MRSA), tetapi juga mengurangi aktivitas hemolitik. Selain itu, Kn2-7 efektif melindungi infeksi kulit S. aureus tikus tikus. Kn2-7 diberikan aktivitas bakterisida yang dengan mengikat asam lipoteikoat (LTA) di dinding sel S. aureus dan lipopolisakarida (LPS) di dinding sel E. coli, masing-masing [11].
Mucroporin adalah wakil kedua peptida antimikroba dari racun kalajengking Cina [10,9]. Mucroporin dikloning dan ditandai dari racun L. mucronatus. Mucroporin khusus menghambat pertumbuhan bakteri Gram-positif. Selanjutnya, Mucroporin -M1 dirancang dari template molekul Mucroporin. Mucroporin-M1 tidak hanya memiliki aktivitas antibakteri yang lebih tinggi terhadap kedua standar dan bakteri klinik Gram-positif, tetapi juga ditampilkan lebih luas spektrum antibakteri (efek pada bakteri Gram-negatif).
Akhirnya, Ctriporin adalah anti-methicillin S. aureus peptida baru dari racun kalajengking C. tricostatus [1,12]. The MIC dari Ctriporin melawan Gram-positif strain bakteri resisten antibiotik standar dan klinis 5 sampai 20 ug / mL. Selanjutnya, penggunaan eksternal dari peptida Ctriporin secara dramatis menurunkan jumlah bakteri dan infeksi kulit sembuh pada tikus. Ctriporin ditunjukkan memiliki aktivitas antimikroba melalui mekanisme bakterisidal lisis sel yang cepat.
Dikombinasikan, peptida antimikroba lainnya dari racun kalajengking Cina disaring dan diidentifikasi dan dikonfirmasi bahwa racun kalajengking merupakan sumber daya yang kaya AMP, yang membuka jendela baru untuk menemukan sumber antimikroba dan agen, dan gudang beberapa cahaya dalam mengembangkan obat antimikroba terhadap patogen resisten yang serius mengancam kesehatan manusia.
